Lubrificação à graxa
A graxa é o lubrificante mais usado para rolamentos. Graxa lubrificante é definida como uma dispersão semilíquida a sólida de um agente espessante num líquido (óleo de base). Consiste em uma mistura de 85 a 90% de óleo mineral ou sintético e um agente espessante. Em quase 90% de todas as graxas, o agente espessante e sabão metálico, formado quando um hidróxido metálico reage com um ácido graxo. Um exemplo é estearato de lítio ou sabão de lítio.
Variando-se o sabão, óleo de aditivo, é possível produzir diferentes graxas para uma ampla variedade de aplicações.

Como a graxa atua no rolamento
O espessante de uma rede de fibras de sabão funciona como recipiente para óleo lubrificante. As cavidades desta rede enchem-se de óleo, tal como os poros de uma esponja cheia de água.
Se uma esponja for espremida, a água é expelida a esponja “sangra”. O óleo também “sangra” de uma graxa.
Todavia, mais do que trabalho mecânico, é a elevação da temperatura na massa da graxa ao redor do rolamento que causa “sangria” e suprimento de óleo para as superfícies de contato e de deslizamento do rolamento. Uma quantidade suficiente de óleo deve chegar a estas superfícies. O tipo escolhido de graxa deve ter propriedades adequadas ao tipo do rolamento e condições de trabalho. Requisitos especiais surgem, por exemplo, em rolamentos sujeitos a fortes vibrações, onde uma graxa mecanicamente instável pode ser expelida do rolamento num processo contínuo. Isso causa uma ruptura mecânica na base do sabão metálico, destruindo a graxa.

Propriedades
Em uma determinada condição de operação, é necessário o emprego de uma graxa com propriedades tais, que permitam uma lubrificação satisfatória.

Consistência
A consistência indica o grau de rigidez de uma graxa. Depende, basicamente, do tipo e quantidade de espessante utilizado. A consistência é especificada segundo a escala do “National Lubricating Grease Institute”(NLGI) dos EUA. É baseado no grau de penetração de um cone padrão na graxa, a uma temperatura controlada durante cinco segundos; mede-se então, a profundidade de penetração, em décimos de milésimos, veja tabela ao lado. Quanto menos espessa é uma graxa, maior será a penetração e menor o índice NLGI.
Para rolamentos, é comum um índice NLGI 2 ou 3. São utilizadas graxas NLGI 1 e 0 para aplicações de temperaturas muito baixas ou em sistemas de lubrificação centralizada.

Gama de temperaturas
É importante selecionar uma graxa que atenda aos requisitos da aplicação à temperatura de trabalho.

Temperaturas elevadas
Em temperaturas elevadas, muitas graxas amolecem causando risco de vazamento. Em temperaturas elevadas constantes, é importante usar uma graxa especial. Em temperaturas extremamente elevadas, graxas lubrificantes, especialmente graxas à base de sabão metálico, oxidam rapidamente. Então a graxa endurece e ocorre a separação quase total do óleo.

Baixas temperaturas
Graxas comuns lubrificam mal em temperaturas baixas. Isso pode impedir a rotação dos corpos rolantes, especialmente na partida e sob baixas cargas. O deslizamento dos corpos rolantes sobre a pista, pode causar desgaste e falha do rolamento.

Tipos de graxa e aditivos
As graxas lubrificantes mais comuns utilizam sabão de cálcio (Ca), de sódio (Na) ou de lítio (Li) como agente espessante. As graxas à base de sabão de lítio são particularmente apropriadas para a lubrificação de rolamentos.

Graxa à base de sabão de Cálcio (Ca)
Graxa de cálcio tem uma estrutura macia similar a de manteiga e apresenta boa estabilidade mecânica. São normalmente estáveis com 1 a 3% de água e não dissolvem na água. Não devem ser utilizadas em temperaturas acima de 60 ºC (140 ºF).
As graxas de cálcio são recomendadas para instalações expostas a água em temperatura de até 60 ºC (140 ºF), tais como a seção úmida de máquinas de fabricação de papel. Graxas de cálcio proporcionam normalmente boa proteção contra água salina e podem ser utilizadas com segurança em ambientes marinhos.
Graxas de cálcio estabilizadas com outro agente que água podem ser utilizadas em temperatura de até 120 ºC (250 ºF). Graxas de complexo de cálcio são um exemplo.

Graxas à base de sabão de sódio (Na)
Graxas à base de sabão de sódio podem ser utilizadas numa gama mais ampla do que graxas normais de cálcio. Estas graxas apresentam boas propriedades de aderência e vedação. Fornecem também, proteção contra ferrugem, embora, ao fazê-lo, diminua consideravelmente a sua capacidade de lubrificação. Se água demais penetra no rolamento, há risco da graxa ser expelida.Portanto, não devem ser utilizadas em aplicações muito úmidas.
Graxas sintéticas à base de sabão de sódio podem trabalhar em temperaturas de até 120 ºC (259 ºF).

Graxas à base de sabão de lítio (Li)
A estrutura destas graxas é semelhante aquela das graxas de sabão de cálcio: macia e similar a manteiga. Possuem muitas das vantagens das graxas à base de sabão de cálcio e sódio, mas praticamente nenhuma das desvantagens. Sua capacidade de aderir às superfícies metálicas é boa. Estabilidade em temperatura elevada é excelente; a maioria das graxas à base de sabão de lítio pode ser utilizada em variação muito ampla de temperatura.
Graxas de lítio são desprezivelmente solúveis em água. Podem ser utilizadas em aplicações úmidas quando a temperatura é muito alta para a graxa à base de cálcio.

Graxas de complexo de sabão
Este termo é utilizado para graxas que contém um sal, bem como o sabão metálico, geralmente do mesmo metal. O mais comum é o complexo de cálcio. O principal ingrediente salino é acetato de cálcio. Outros exemplos são complexos de Li, Na, Ba (bário) e Al (alumínio). Estas graxas podem resistir à temperaturas mais elevadas do que as graxas convencionais.

Graxas sintéticas
Este grupo inclui graxas baseadas em óleos sintéticos, tais como éster e silicone, que não oxidam tão rapidamente como óleos minerais. Portanto, graxas sintéticas têm, em geral, uma gama mais ampla de aplicações do que outras graxas. São utilizados diversos agentes espessante, incluindo sabão de lítio, bentonita e PTFE. A maioria das graxas sintéticas são produzidas a fim de satisfazer padrões militares de testes para aplicações em instrumentação e dispositivos de controle em aeronaves, robôs e satélites. Estas graxas revelam freqüentemente baixa resistência ao atrito em temperaturas baixas como - 70 ºC (-95 ºF).

Aditivos
Diversos aditivos são incorporados em graxas lubrificantes para proporcionar propriedades adicionais. Alguns dos mais comuns são:

• Agentes antiferrugem melhoram a proteção oferecida pela própria graxa. Estes aditivos são úteis para rolamentos trabalhando em ambientes úmidos. Protegem também, rolamentos durante a armazenagem
• Antioxidantes adiam a ruptura do óleo base em temperaturas elevadas. Isso prolonga os intervalos de relubrificação e reduz custos.
• Aditivos EP, extrema pressão, incluem compostos sulfurosos, clóricos e fosforosos (alguns aditivos EP são prejudiciais aos rolamentos, portanto, muito cuidado ao utilizá-los).
  
• Lubrificantes sólidos, como bissulfeto de molibdênio e grafite.
  Graxas engrossadas com substâncias inorgânicas

Substâncias inorgânicas, tais como bentonita e sílica gel, também podem ser utilizadas como agente espessante. Moléculas de óleo são absorvidas pela superfície ativa destas substâncias. Estas graxas são estáveis em temperaturas elevadas e resistentes à água. Todavia, suas propriedades de lubrificação deterioram em temperaturas normais.

Propriedade antiferrugem
Graxas utilizadas em rolamentos devem sempre proteger contra ferrugem. O agente que combate à ferrugem deve ser insolúvel. A graxa deve ter tal força de aderência, que as superfícies do aço estejam cobertas por uma película, mesmo se a graxa estiver saturada com água.

Estabilidade mecânica
Algumas graxas tendem a amolecer durante o trabalho mecânico, o que pode resultar em vazamento. Em instalações vibrantes, a graxa é empurrada para dentro do rolamento a partir do alojamento. Se a graxa não for mecanicamente estável, será expelida do rolamento num continuo processo de circulação. Isso causa ruptura mecânica da matriz do sabão e destrói a graxa.
É importante escolher graxa com boa estabilidade mecânica, tal como as graxas à base de lítio fabricadas pela SKF.

Vedadores
Um vedador deve proteger tanto o rolamento quanto o seu lubrificante. Nem impurezas nem umidade devem ser permitidas a penetrar no rolamento e causar danos.
Vedadores devem, também, impedir vazamento da graxa. A eficácia de um vedador é crucial para a vida em serviço do rolamento.
A escolha correta da vedação é muito importante. Nunca continue a usar um rolamento com vedador inapropriado para sua condição de trabalho ou danificado.

Mistura de graxa
Nunca misture graxas não compatíveis. Caso duas dessas graxas forem misturadas, a mistura resultante terá, geralmente, uma consistência mais mole, o que eventualmente causará falha por vazamento.
Se não souber com que tipo de graxa o rolamento foi originalmente lubrificado, não relubrifique sem antes remover a graxa usada.

Classificando as graxas lubrificantes
De acordo com a temperatura e condições de operação

A graxas podem ser classificadas de acordo com as condições de operação. A consistência e as características do óleo lubrificante são influenciadas pela temperatura de trabalho. O rolamento que opera a determinada temperatura, deve ser lubrificado com uma graxa que seja adequada a esta temperatura. As graxas são fabricadas para diferentes temperaturas e são classificadas para baixas temperaturas (LT), médias (MT) e altas (HT). Existem, ainda, graxas classificadas de EP (extrema pressão) ou EM (extrema pressão com bissulfeto de molibdênio).

Seleção de graxas
Todas as precauções tomadas para evitar falhas de rolamento podem ter pouco efeito se for escolhida a graxa errada. É importante selecionar a graxa que ofereça uma película de óleo com suficiente capacidade de carga sob as condições operacionais. Portanto, é muito importante conhecer a viscosidade do óleo base da graxa na temperatura de trabalho. Fabricantes de equipamentos especificam geralmente um tipo particular de graxa, a maioria das graxas padronizadas cobrem uma ampla gama de aplicações.
Os mais importantes fatores a serem considerados antes de escolher a graxa são:
Tipo de máquina
Tipo e tamanho do rolamento
Temperatura de trabalho
Condições operacionais de carga
Variações de velocidade
Condições de funcionamento, tais como vibração e a orientação do eixo em direção horizontal ou vertical
Condições de refrigeração
Eficiência de vedação
Ambiente externo
A maioria dos usuários de rolamentos escolhe uma linha de graxas capazes de satisfaze quase qualquer aplicação ou condições que possam ocorrer. A SKF, por exemplo, desenvolveu uma linha de seis graxas designadas à funcionar eficientemente em 95% das aplicações de rolamentos. A graxa LGHT deve ser utilizada quando a temperatura exceder 80 ºC (175 ºF); a graxa LGLT, quando a temperatura ficar abaixo de 0 ºC (32 ºF).
Rolamentos submetidos a cargas extremamente pesadas e aqueles que trabalham à velocidade muito baixa, devem ser lubrificados coma graxa LGEM 2; cargas médias requerem a graxa LGEP 2. Rolamentos pequenos e médios podem ser lubrificados com LGMT 2, rolamentos maiores com LGMT 3. Veja maiores informações nas páginas 232 e 233.

Cuidado!

Verifique com o fabricante se o aditivo EP não é prejudicial ao rolamento.

Graxas para temperatura elevadas (HT)
Use graxa HT quando a temperatura de trabalho exceder 80 ºC (175 ºF) ou quando não forem possíveis curtos intervalos de relubrificação de rolamentos trabalhando a temperaturas de 70 a 85 ºC (160 a 185 ºF).

Graxas para baixa temperatura (LT)

Use graxa LT quando a temperatura de trabalho, bem como, as temperaturas ambientes estiverem abaixo de 0 º (32 ºF), ou em rolamentos com cargas leves, funcionando em altas velocidades.

Graxas para temperatura média (MT)

Estas “multiuso” (multipurpose), são recomendadas para rolamentos operados à temperaturas de –30 à 120 ºC (-20 à 250 ºF). Podem ser utilizadas na grande maioria de aplicações de lubrificação à graxa. A viscosidade do óleo base deve estar entre 75 a 200 mm2/s a 40 ºc (105 ºF). A consistência é normalmente 2 ou 3 de acordo com a escala NLGI.
Para aplicações com temperaturas constantes acima de 80 ºC (175 ºF), recomenda-se graxa HT.

Graxas EM

As graxas com a designação EM contém bissulfeto de molibdênio (MoS2), que produz uma película lubrificante mais resistente do que as graxas EP. Grafite ou substâncias similares podem ser utilizadas como aditivos a esta graxa.

Graxas EP

As graxas EP contêm compostos de enxofre, cloro ou fósforo. Possuem propriedades de maior resistência de película, i.e., aumentar a capacidade de carga da película. Isso é importante em graxas destinadas à rolamentos muito forçados, de tamanho médio e grande. Quando são alcançadas temperaturas suficientemente altas nos picos das superfícies metálicas do rolamento, é produzida uma reação química que evita a soldagem. A viscosidade do óleo base é de aproximadamente 175 mm2/s a 40 ºC (105 ºF). A consistência corresponde a NLGI 2. Em geral, as graxas EP não devem ser utilizadas em temperaturas abaixo de – 30 ºC (-20 ºF) ou acima de 110 ºC (230 ºF).
Cuidado! Alguns aditivos EP são prejudiciais aos rolamentos. Contate a SKF para maiores esclarecimentos.
Para aplicações com temperaturas constantes acima de 80 ºC (175 ºF) recomenda-se graxa HT.

Graxas para cargas pesadas

Em rolamentos girando lentamente sob cargas pesadas, são necessários aditivos para aumentar a resistência da película lubrificante. De outra forma, os picos desiguais das superfícies metálicas do rolamento entrarão em contato, a temperatura elevar-se-á e as superfícies se soldarão. Os aditivos minimizam o contato entre as partes metálicas e produzem uma reação química que impedem caldeamento.

Sugestões para lubrificação de rolamentos
A maioria dos rolamentos é fornecida somente revestida com inibidor de oxidação e, portanto, devem ser lubrificados quando montados. Todavia, rolamentos com duas placas de proteção ou vedadores já são lubrificados. São preenchidos pela SKF com graxa em quantidade adequada ao tamanho do rolamento.
Rolamentos com furos de lubrificação podem, naturalmente, ser relubrificados.
Preste atenção à limpeza ao montar um rolamento e siga os procedimentos indicados no capítulo “Montagem de rolamentos”, páginas 128 e 129. A seguir algumas das regras importantes:
O trabalho de montagem deve ser efetuado em local limpo e livre de impurezas. Examine os eixos e os distanciadores. Examine também os vedadores e substitua-os se estiverem desgastados.
Não retire o rolamento da embalagem até o momento da montagem. Limpe apenas o furo e a superfície externa.

O tempo certo
Geralmente, os rolamentos são lubrificados somente após a montagem. A razão mais importante é a limpeza. Quanto mais tarde a graxa for aplicada, maior a chance de se evitar contaminação.
Outra razão tem a ver com o tipo de rolamento, por exemplo, em rolamento com furo cônico, a folga interna não pode ser medida se o rolamento estiver lubrificado. Além disso, alguns métodos de montagem tornam a relubrificação inadequada. Caso o rolamento for aquecido, por exemplo, a graxa será destruída durante a montagem.
Um rolamento pode ser lubrificado antes da montagem somente quando a lubrificação é a única maneira de obter uma distribuição uniforme de graxa.
Ao lubrificar rolamentos são importantes as seguintes condições:

Intervalos corretos de relubrificação
Quantidade correta
Método correto
Qualidade correta
É importante lembrar que a graxa não dura indefinidamente. Há duas questões importantes:

Por quanto tempo a graxa permanece em condições de uso?
Como substituir a graxa?
A quantia correta

Siga estas regras gerais: o rolamento deve estar completamente cheio de graxa, mas o espaço livre no alojamento só deve estar parcialmente cheio. Todavia, em aplicações não vibratórias, as graxas de sabão de lítio, também chamadas graxas de enchimento total, podem ocupar até 90% do espaço livre do alojamento sem qualquer risco de aumento da temperatura. Graças a isso, evita-se a entrada de impurezas no rolamento e os intervalos de relubrificação podem ser dilatados. Rolamentos que operam em altas velocidades, por exemplo, em máquinas ferramentas, a quantidade de graxa deve ser pequena.
Para os alojamentos da SKF, as quantidades corretas são indicadas na seção de mancais do Catálogo Geral. Consulte as páginas 223-227 deste manual para informações sobre lubrificação das caixas SKF SNH e SAF.

Como lubrificar um rolamento
O método de lubrificação depende do tipo do rolamento e seu alojamento. Os rolamentos podem ser separáveis ou não separáveis, os alojamentos podem ser bipartidos ou inteiriços.

Rolamentos separáveis
Rolamentos separáveis incluem os rolamentos de rolos cilíndricos, rolamentos de rolos cônicos e todos os tipos de rolamentos axiais. Estes rolamentos podem ser engraxados com as partes separadas na ordem determinada pela seqüência de montagem.
Depois de montado o primeiro anel, lubrifique o espaço, interno com graxa. Depois engraxe o anel. Se o rolamento possui uma gaiola com esferas ou rolos, assegure-se que todos os espaços sejam bem lubrificados. Se o anel é separado, basta lubrificá-lo ligeiramente de modo que não fique danificado quando o anel com a gaiola e os rolos for montado sobre ele.

Rolamentos não-separáveis
Estes rolamentos são rígidos ou autocompensadores. Os rígidos, tais como os rolamentos rígidos de esferas e os de contato angular de esferas, devem ser lubrificados de ambos os lados. Nos rolamentos radiais autocompensadores de esferas e de rolos, um anel pode ser girado de modo que os elementos rolantes sejam acessíveis e a graxa possa ser injetada em todo espaço livre entre eles.